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¿Decoherencia no-necesidad de determinismo?

Considerar el estándar de la mecánica cuántica, pero se olvidan de que el colapso de la función de onda. En su lugar, utilice la decoherencia a través de la interacción con el medio ambiente para lograr la evolución del estado cuántico en un eigenstate (rspt arbitrariamente cerca). Pregunta: ¿Puede esta teoría, ser fundamentalmente determinista?

Si se tiene en cuenta que las variables del entorno no son conocidos, entonces, la evolución es, por supuesto, 'indeterminado' en un sentido probabilístico, pero esa no es la cuestión. La pregunta es si fundamentalmente de la mecánica cuántica con la decoherencia inducida por el medio ambiente puede ser determinista. Tenga en cuenta que no estoy diciendo que tiene que ser. Yo podría estar equivocado, pero me parece decoherencia podría ser seguido por un real no determinista proceso todavía, por lo que la decoherencia solo no resolver la cuestión del determinismo o del no-determinismo. La pregunta es si todavía necesita un no-determinista ingrediente?

Actualización: por Favor, tenga en cuenta que me preguntó si la evolución se puede fundamentalmente ser determinista, o si tiene que ser no determinista. Es claro para mí que para todos los efectos prácticos, aparecerá la no-determinista. Tenga en cuenta también que mi pregunta ¿ no se refieren al estado preparado después de trazar los ambientales grados de libertad, pero al pleno de la evolución del sistema y el entorno. Hace falta un no-determinista ingrediente para reproducir la mecánica cuántica, o puede que con la ayuda de la decoherencia ser sólo aparentemente no determinista pero fundamentalmente determinista?

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Will Puntos 76760

Respuesta corta a "esta teoría Puede ser fundamentalmente determinista?": No. La decoherencia es la diagonalización de la matriz de densidad en una base preferida, con el off-diagonales de fuga en los últimos tiempos. Puesto que usted puede conseguir el mismo final de la diagonal de la matriz de los varios posibles inicial de los estados puros del sistema bajo consideración, hay una necesaria pérdida de información y la irreversibilidad. (Supongo que esto es lo que se entiende por no determinista)

Un poco más de detalle: la Decoherencia procede por el rápido establecimiento de enredo-inducida por las correlaciones entre el sistema y el infinito de grados de libertad de la decohering medio ambiente. La segunda ley impide que este proceso de ser reversible (desde S siempre en aumento, y S es cero para el estado puro, mientras que es mayor que cero para el decohered estado mixto). Si usted toma la segunda ley fundamental, entonces el no-determinismo aquí es fundamental también.

ACTUALIZACIÓN: la actualización de La pregunta se refiere ahora al pleno de la evolución del sistema + entorno, en otras palabras, el universo entero. Ya no hay nada más para que el universo se enredan con, permanecerá en un estado puro y evolucionar de manera determinista para siempre si siempre estaba en un estado puro. Yo sin embargo no sabemos si el universo está en un estado puro o un estado mixto. Nadie?

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Mads Kristiansen Puntos 580

No estoy en desacuerdo con las otras respuestas, pero quiero probar a usar diferentes palabras:

La evolución de un estado cuántico es determinista en el sentido de que está dada por la de Hamilton. La mecánica cuántica no necesita nada más allá de la evolución unitaria. Así que en ese sentido, la respuesta es determinista.

Sin embargo, la decoherencia significa que, finalmente, un estado cuántico puede evolucionar en una superposición de casi ortogonal a los estados, que por lo suficientemente grandes sistemas se asemejan a la forma arbitraria de la alta precisión de la respuesta que usted podría obtener de suponer que no es un no deterministas, nonunitary proceso de "colapso de la función de onda."

Para todos los efectos prácticos, ya que son grandes clásicos de los observadores, podemos observar uno de esos casi ortogonales, la combinación, y la interferencia con otros posibles resultados serán unmeasurably pequeño. Así, en este sentido, el resultado es "no deterministas."

Si esto parece contrario a la intuición para usted, considere la posibilidad de algo análogo acerca de clásicos de la mecánica estadística y la termodinámica. Si empiezo con una colección de moléculas de gas todos amontonados en una esquina de la habitación, es muy atípico (baja entropía) estado bajo cualquier natural granulado grueso del espacio de fase. Ahora, totalmente reversible de las interacciones, puede convertirse en un típico (alta entropía) del estado con las moléculas esparcidas por toda la habitación. Este proceso parece haber perdido la información, en el sentido de que tendría que hacer muchos, muchos dificultad de las mediciones para determinar que un corto tiempo antes de que este era un estado muy especial de hecho. Pero en realidad, la física subyacente es determinista, por lo que en principio el estado final al que se recuerda de donde vino, aunque a todos los efectos prácticos, si he intentado evolucionar hacia atrás nunca iba a descubrir la respuesta correcta. (Para ser claros, no estoy afirmando un muy fuerte analogía aquí. Pero estoy diciendo que la idea de que microscópicamente determinista de la evolución puede ser coherentes con aparente o "para todos los propósitos prácticos" pérdida de determinismo en observaciones reales, es algo que podría ser más intuitivo en este contexto).

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Jonathan Puntos 197

Mi respuesta es NO. Hay un problema en muchos QM consideraciones que tenemos un sistema aislado obedecer (determinista!) Ecuación de Schrödinger, que es un tema de la mística "mediciones" que introducen un comportamiento no determinista. Pero uno no puede hacer una medición y salir del sistema aislado (de hecho diciendo que el sistema es aislado es siempre una aproximación en QM, y mucho más pesado que en CM). De hecho, la medida es un acto de la introducción de las interacciones con aparatos de medición, medidor, café medidor de bebidas, ... -- por lo que el resultado de la medición puede ser, en teoría, calculado, pero implicaría inaccesible y una enorme cantidad de información. Esto hace que sea prácticamente no-determinista, pero fundamentalmente, no es mejor que la clásica caos.

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thelsdj Puntos 3344

ACTUALIZACIÓN: parece que no hemos estado a responder la pregunta con la intención de hacer el tonto. Aquí es una respuesta actualizada a lidiar con lo que ahora entiendo a la pregunta: Dado cualquier desconocido estado cuántico $|\psi\rangle$, puede haber alguna determinista proceso que hará colapso en un estado en particular, $|\phi \rangle$ si $|\phi \rangle\langle \psi| \neq 0$?

La respuesta a esta pregunta es no, porque viola la linealidad de la mecánica cuántica, lo que nos permite distinguir entre el no-ortogonal de los estados. Esto es trivial, debido a que los estados ortogonales de a $|\phi \rangle$ tienen probabilidad cero de derrumbarse sobre ella. Esto puede no parecer una gran cosa, pero resulta que la linealidad es fundemantal de la mecánica cuántica en muchos niveles. Si queremos eliminar esta restricción, entonces el entrelazamiento puede ser utilizado para la señal, y por lo tanto crear problemas con la causalidad. No hay señalización parece que uno de los rasgos fundamentales de la física, mostrando en muchos independiente de las teorías (electromag, la mecánica cuántica, la relatividad, etc.).

Para ver cómo se puede hacer esto, considere la posibilidad de una enredada estado $\frac{1}{\sqrt{2}}(|01\rangle - |10\rangle)$. Este es el anti-simétrica estado: para cualquier base $\sigma$ una medición resultante en resultados $m$ le deje el otro qubit en el opuesto eigenstate de $\sigma$. Por lo tanto, si usted podría de forma determinista el colapso en el estado $|0\rangle$, entonces usted puede estar seguro de que tu la mitad de la EPR par no fue dejada en el estado $|1\rangle$ después de la medición en la otra mitad. Así, por Alice para comunicarse con Bob, sólo tendrá que elegir a medir en la $X$ o $Z$. La medición en $X$ significa Bob recibe la salida de $|0\rangle$ con probabilidad 1, donde como la medición en $Z$ resultado $|1\rangle$ con una probabilidad de $\frac{1}{2}$. Aunque esto es probabilístico, se puede repetir el proceso de forma arbitraria muchas veces para obtener de manera exponencial cerca de una comunicación perfecta. Esta comunicación instantánea se rompe la causalidad.

Si usted permitir que todos los estados de colapso para el estado de destino, entonces la única solución es un canal que se intercambia el estado con otro ancilla sistema. Los sistemas que pueden realizar determinista colapso siempre puede ser utilizado para la señal, así como el de permitir todo tipo de adicional barbaridades como soluciones eficientes a PSPACE-completo los problemas en el cálculo y los viajes en el tiempo. Como resultado, esto es totalmente imposible en el marco actual de las teorías físicas, y hay motivos de peso para creer que es una característica de cualquier teoría física que es válido en nuestro mundo.


La respuesta es no, si por deterministas que significa poseer un local de la variable oculta interpretación. De esta manera se sigue directamente de las violaciones observadas de la Campana de la desigualdad, que cada vez que la interpretación de la mecánica cuántica que usted elija (lo que usted se refiere es conocido como el Everett interpretación de la mecánica cuántica).

La campana de la desigualdad funciona de la siguiente manera: teniendo en cuenta las posibles mediciones locales de los operadores ( $A_i$ $B_i$ ) en cada uno de los dos localions $i \in \{1,2\}$, ¿cuál es el máximo valor de la expectativa de valor de $\langle A_1 B_1 + A_1 B_2 + A_2 B_1 - A_2 B_2\rangle$. Lo de Bell demuestra que esto puede tomar un valor de más de 2 locales teoría de variables ocultas. Sin embargo, la mecánica cuántica permite afrontar los valores de a $2\sqrt{2}$, y muchos experimentos han registrado violaciones de esta desigualdad, mostrando los valores en el rango de $2 < v \leq 2\sqrt{2}$. Esto, en esencia, las normas de un local de la variable oculta modelo.

Si, sin embargo, la media puede unitario de la interacción de dos partículas que dan lugar a la decoherencia, entonces la respuesta es sí, de la siguiente manera: Imagina dos partículas inicialmente en el estado $1/\sqrt{2}(|0\rangle + |1\rangle)$. Ahora imagine que interactúan a través de un Ising interacción. Después de un cierto tiempo, lo serán en el conjunto del estado $1/2(|00\rangle - |10\rangle - |01\rangle + |11\rangle)$. Este es todavía un estado puro, y por lo que no la decoherencia se ha producido. Sin embargo, imagine que una de estas partículas se mueve fuera de lejos (en el entorno). Si sólo tenemos acceso a una de estas partículas, luego de su reducida densidad de la matriz se $1/2(|0\rangle \langle 0|+|1\rangle \langle 1|)$, que es simplemente un clásico de distribución aleatoria en los dos ortogonal de los estados, el mismo que ocurriría hacer a un colapso de la función de onda.

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